连铸大包长水口翻钢原因

钢铁技术网 2018-12-05 14:30:10


1 前言   

        板坯连铸机投产初期,由于板坯生产技术经验缺乏,工艺不完善,生产过程中经常出现大包长水口碗部翻钢、浸入式水口穿钢、结晶器液面翻钢、中间包包盖掉料、塞棒脱丝、塞棒断棒、水口堵塞和结晶器液面结壳等生产操作事故。


2 存在问题及解决措施   

2.1 大包长水口碗部翻钢   

        板坯连铸机投产初期,为提高保护浇注效果,控制钢中气体和夹杂物。在使用大包水口水口插入中间包钢液面以下后开浇经常出现水口碗部翻钢现象。造成水口碗部充满钢严重影响保护浇注效果。经过分析认为形成翻钢的原因是大包长水口下部的钢液阻止了引流砂的顺利流出。在开浇瞬间注流向下流动受阻从水口碗部翻出。另外由于大包水口碗部存在残余冷钢而造成翻钢。   

        为了解决此间题,采取了相应的措施:在开浇时,大包长水口下端与中间包钢液面保持10mm-30mm距离让引流砂顺利流出减少了注流阻力优化操作方式采用点动式缓慢开浇使引流砂有充足的时间和空间流出减少堵塞完善水口碗部冷钢清理操作保证水口对中。

   

2.2 浸入式水口氩封穿钢   

        板坯连铸机投产初期,由于工艺技术不完善,在生产中经常出现浸入式水口氩封穿钢事经过不断分析研究认为发生水口穿钢因素如下。

1氩封保护效果不好造成水口氧化降低了水口表面抗侵蚀、抗冲刷能力;

2上下水口对中不良由于钢流冲刷造成下水口上表面冲出凹坑导致换水口时出现渗钢现象进而扩展至水口穿钢;

3弹簧夹紧力小上、下水口接触面缝隙较大钢水容易从缝隙处渗钢;

4操作不当导致穿钢。一是更换水口时氩气流量控制小;二是在更换水口时控制塞棒人员和更换水口人员配合不当;

5水口抗侵蚀能力弱造成的穿钢。 

  

        针对浸入式水口氩封穿钢问题,采取以下措施:

1控制合适的氩气流量,避免空气进入;

2保证上下水口对中避免因对中不好造成耐材冲刷侵蚀;

3保证合适的弹簧夹紧力,防止上下水口接触面缝隙大;

4优化水口更换方式,一是更换水口时保证一定的氩气流量,瞬间吹走摩擦产成的粉末,避免因氩气堵塞而造成的氧化穿钢问题;二是先关好塞棒,再打开水口,防止钢水从氩封处渗出;

5提高水口质量。

   

2.3 结晶器水口附近液面翻钢   

        造成结晶器液面翻钢的因素有:氩气从氩封处流出受阻而被挤入钢流;塞棒氩气流量大、压力不稳;钢种氢氧气体含量高,气体在浇注过程中上浮;中间包浸入式水口侧孔被侵蚀冲刷后扩径,在扩径处钢水流动状态发生变化,流动角度和流量增加使钢水上浮快而造成翻钢。   

        针对结晶器水口附近液面翻钢问题采取了以下措施;

1在中间包上水口下表面氩气孔对应位置开氩气流通槽,氩气流通槽与氩封环连接,促进氩气流通,防止氩气进入钢流而造成的翻钢。

2在氩气管道上安装压力和流量表,稳定氩气压力和流量。

3优化钢水冶炼工艺操作,避免转炉氧枪、烟道、下料溜槽、烟罩等设备漏水进入钢水加强原材物料及合金防潮管理,控制原材物料及合金水分含量,减少钢水中氢含量优化脱氧制度,控制钢水中氧含量。

4提高浸入式水口质量,选用抗侵蚀、耐冲刷锆质材料,提高水口使用寿命。 2.4 中间包包盖掉料   

        中间包包盖掉料是连铸生产中经常发生的现象。包盖掉料后,在水口烘烤抽气的作用下,聚集、黏附在水口碗部,不易清理。这种情况下开浇往往使塞棒失控,流股控制不住,被迫提高拉速,造成开浇拉脱,甚至发生漏钢事故。 

  

        经过研究分析,认为包盖掉料原因如下;

1包盖耐火材料质量差,在使用过程中开裂脱落;

2打结工艺不完善,耐火材料强度不够;

3包盖钢板受热变形,造成包盖料开裂脱落;

4开浇、测温等浇铸过程中喷溅钢水,粘附在包盖耐火材料上,烘烤过程中钢渣熔化,带动包盖料一起脱落。 

  

        预防包盖掉料及解决堵塞水口的措施;

1在包盖耐火材料中加入抗裂防爆纤维,避免包盖料产生裂纹;

2在包盖料打结过程中,使用振动棒打结,并在包盖上焊接固定铆钉,加强包盖料的牢固性;

3减少开浇喷溅,减少手动测温,提倡使用连续测温,避免过高液面操作等措施,减少包盖粘附钢渣;

4在中间包上水口碗部周围砌筑一圈围墙,防止脱落包盖料聚集在水口碗部。        通过以上措施有效地减少了包盖掉料及堵塞水口的问题。 

  

2.5 塞棒脱丝   

        塞棒脱丝现象会直接导致连铸机停浇。脱丝的起因有原塞棒丝扣为铝碳质,易氧化而失去强度,导致脱丝问题塞棒丝杆压盖处没有防护措施,空气易进入,造成塞棒与丝扣配合处材质高温氧化烘烤和使用过程中,没有采取有效的防高温氧化的措施在安装过程中,塞棒受到了机械碰撞,使连接螺母与棒体之间松动,降低了连接的牢固性。 

    针对塞棒脱丝因素,采取相应的措施;

1改铝碳质丝扣为金属丝扣,增加了连接强度;

2在丝杆压盖下面涂抹密封硅胶,防止空气进入棒体与丝杆连接处,提高了防氧化效果;

3在中间包烘烤和浇注过程中,使用甩丝毯盖住塞棒孔,进一步减少丝杆的高温辐射;

4通过加强管理,防止塞棒机械碰撞。通过以上措施有效地防止了塞棒脱丝的问题。 

  

2.6 塞棒断棒   

        塞棒在使用过程中断棒原因如下

1塞棒材质质量存在问题,抗侵蚀、抗震荡能力差;

2操作过程中,由于冲棒、关棒用力过大,造成塞棒棒头或棒体断裂;

3安装过程中塞棒安装不正,与中间包上水口碗部对中不良造成塞棒断裂。 

  

        针对塞棒断棒问题,制定了相应预防措施如下;

1提高塞棒材质质量,主要提高棒体

渣线、棒头部位的质量;

2优化塞棒操作方式,控制冲棒的频率和力度3提高塞棒安装标准,保证塞棒垂直于中间包上水口碗部,减少塞棒横向应力。 


2.7 水口堵塞   

        水口堵塞会导致连铸机降低拉速,影响产量和质量,严重时会导致浇注中断,严重影响生产组织。造成水口堵塞的主要原因是以Al2O3为主的高熔点氧化物的析出,与水口内壁的耐火材料作用生产复合化合物,并沉淀在水口内壁上造成水口结瘤和堵塞。另外,在中间包开浇初期,由于脱落的耐材进入水口,导致水口注流堵塞。 

  

        避免水口堵塞的措施:

1提高钢水洁净度,控制合适的钢中Al含量转炉出钢、大包浇注过程中,减少下渣量通过二次精炼,采用真空脱气法、软吹法等,去除钢种夹杂。

2防止钢水二次氧化,采取钢包到中间包浇注注流的保护、中间包密封、浸入式水口氩封保护,通过塞棒吹氩,氩气吹入水口中,在水口内壁形成氩气幕,防止脱氧产物与水口内壁接触,利用氩气将将脱氧产物带走。

3提高包盖料质量,避免耐材脱落烘烤中间包前仔细清理包内杂物中间包开浇前检查水口内是否有异物堵塞。 

  

2.8 结晶器钢液面结壳   

        结晶器钢液面结壳是拉钢操作过程中常见问题,液面结壳后,使坯壳润滑不良,会造成铸坯表面质量问题,结壳严重时会导致粘结漏钢事故。 

  

        造成结晶器液面结壳的因素有:

1水口插入深度过深,钢水从水口流出后上浮时间长,热量损失多,结晶器液面得不到高温钢水补充;

2浸入式水口侧孔尺寸大,钢水流速慢,钢水冲刷不到结晶器窄面,窄面处液面钢水得不到热量补充;

3长时间低拉速浇注时,钢水浇注温度低;

4保护渣保温效果不好,钢水热量损失多。 

  

        避免结晶器钢水液面结壳的措施有:

1选择合适的水口插入深度,让钢水快速上浮,为结晶器液面及时提供热量

2设计合适的侧孔尺寸,控制合理的钢流流量和冲击距离;

3控制中间包合适的过热度和稳定的拉速,避免低温浇注;

4提高保护渣保温效果,保证合适保护渣厚度,减少钢水热量的损失。 

  

3 技术创新点 

1通过完善大包开浇工艺和优化水口操作方式,有效避免大包水口碗部翻钢问题。 

2采用了在中间包上水口下表面开通气槽新方法,有效控制了水口穿钢问题。 

3采取改变铝碳质丝扣为金属丝扣和丝杆压盖部位涂抹密封硅胶等措施,有效避免了丝杆脱丝问题。   

4通过完善打结工艺和砌筑保护围墙等措施,有效地解决了包盖掉料及堵塞水口的问题,避免了开浇塞棒失控现象。 

  

 4 应用效果   

        通过对大包长水口碗部翻钢、浸入式水口穿钢、结晶器液面翻钢、中间包包盖掉料、塞棒脱丝、塞棒断棒、中间包包盖掉料、浸入式水口家钢、结晶器液面翻钢、塞棒断棒、水口堵塞、结晶器液面结壳等生产操作事故的研究分析,采取一系列有效措施,大大减少了生产操作事故的发生。数据显示,生产工艺操作事故率次数由2008年以前平均每月3次,降至日前平均每月0.5次产量由投产初期20万t提高到25万t铸坯合格率由投产初期99.50%提高到99.90%。 

  

5 结论   

        通过对板坯连铸机生产操作事故跟踪研究和系统分析,采取有效措施,大大减少了工艺生产操作事故,提高了板坯连铸机技术能力和生产操作控制能力,使生产组织稳定顺行,铸坯质量和产量不断提高。 


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